biologÍa y geologÍa 2.º eso la energía tema 11. recursos energÉticos y minerales guión del...

56
BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales 4.Energías alternativas 5.Uso eficiente de la energía 6.Recursos minerales

Upload: alvaro-betances

Post on 10-Feb-2015

11 views

Category:

Documents


7 download

TRANSCRIPT

Page 1: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energíaTEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y

MINERALES

Guión del tema

1.Introducción

2.Uso de la energía

3.Energías convencionales

4.Energías alternativas

5.Uso eficiente de la energía

6.Recursos minerales

Page 2: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energía1. Introducción

Energía es la capacidad de producir trabajo.Se manifiesta bajo muchas formas y todos los intercambios de energía

siguen los principios de la termodinámica:– Ley de la conservación de la energía– Ley del incremento de la entropía en todo intercambio espontáneo.

El 99 % de la energía utilizada en el planeta procede del Sol directa o indirectamente.

Estudiaremos:Energías convencionales (combustibles fósiles y energía nuclear)Energías renovables, alternativas o nuevas (hidroeléctrica, eólica,

geotérmica)Recursos minerales(Dibujo, Mc Graw, pág. 322.)

Page 3: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energía

¿Qué es la energía? Unidades de energía

Capacidad de producir cambios en los

cuerposSe mide en julios (J)

ENERGÍA

Magnitud física

Unidad Símbolo Equivalencia

Caloría Cal 4,19 J

Kilowatio hora kWh 3 600 000 J

TEC energía suministrada por combustión de 1 tm de carbón (7 millones de kcal)TEP lo mismo para el petróleo (10 millones de kcal)

Page 4: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energía

Origen de la energía

El Sol irradia cada hora a la Tierra una energía equivalente a 174,4 billones de

kWh

Clima adecuado para la vida Ciclo del agua

Formación de materia orgánica

Page 5: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energía

Características de la energía: no tiene forma, peso, volumen, color ni olor pero

Se almacena Se transporta Se transforma

Se transfiere Se conserva Se degrada

Page 6: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energía

Formas de presentarse la energía: La energía mecánica

La energía mecánica equivale a la suma

de la energía potencial y la energía cinética

Page 7: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energía

La energía mecánica

Tienen energía potencial

Disminuye su energía potencial

Tiene energía cinética, que va en aumento

No tienen energía potencialNo tienen energía cinética

La energía mecánica equivale a la suma

de la energía potencial y la energía cinética

Ep = m.g.h

Ec = ½. m. v2

E = Ep + Ec

Page 8: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energía

La energía eléctrica

Movimiento ordenado de partículas cargadas

(electrones) en una dirección(corriente eléctrica)

Page 9: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energía

La energía interna

Estado sólido Estado liquido Estado gaseoso

La energía interna aumenta

Movimiento de las moléculas o átomos

Page 10: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energía

Microondas

Ondas de radio y televisión

La energía electromagnética o radiante

Luz

Se transmite por el espacio, no se degrada

Page 11: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energía

Energía química

Pila

En reacciones químicas

La energía química

En los alimentos

Reacciones de oxidaciónGlúcidos

Lípidos

Page 12: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energía

Sol

La energía nuclear

Fusión nuclear Energía

Fisión nuclear

Energía

El núcleo atómico se

rompe

Los núcleos atómicos se

unen

Central nuclearExplosión atómica

Page 13: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energía

Transferencia de energía

CALOR

La energía térmica: se transfiere de un cuerpo a otro por estar a diferente temperatura.

Energía en tránsito

Movimiento de átomos y moléculas

Page 14: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energía2. Uso de la energía

Utilizamos energía para diversas tareas de acuerdo a dos criterios:• más fácil acceso según los recursos existentes• forma más rentable económicamente

2.1 Calidad de la energía• Cada tipo de energía es más o menos útil dependiendo de su capacidad para

producir trabajo. La de mayor calidad es la más concentrada (carbón, petróleo, uranio).

• Cuadro Mc Graw, pág. 323

2.2 Rentabilidad económica• Es un factor fundamental para la utilización de una fuente energética y viene dada

por:• accesibilidad• facilidad de explotación• facilidad de transporte• de su precio

Page 15: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energía

2.3 Sistemas energéticos• Conjunto de procesos realizados sobre la energía desde sus fuentes originarias hasta sus usos

finales. Las fases son:• Captura o extracción de la energía primaria• Proceso de transformación en energía secundaria utilizable directamente, mediante un

convertidor o varios (con sucesivas pérdidas de energía lo que hará que una cadena energética será menos eficiente cuanto más larga sea)

• Transporte de los recursos hasta el lugar de utilización• Consumo

2.4 Rendimiento energético• Relación entre la energía suministrada al sistema y la que obtenemos de él (salidas/entradas)

expresada en %.• El rendimiento será menor del 100 % (coche 19 %) debido a la existencia de pérdidas

energéticas ya sean inevitables (incremento de entropía) o evitables (defectos del sistema energético).

2.5 Coste energético• Precio que pagamos por utilizar la energía secundaria (recibo de la luz, gasolina, etc.)• Existen además costes ocultos, asociados a:• construcción de equipos implicados en el proceso• mantenimiento• desmantelamiento• eliminación de impactos

Page 16: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energía3. Energías convencionales

Los combustibles fósiles siguen siendo actualmente las principales fuentes de energía, complementadas por otras. Se hace necesario sustituirlos por fuentes renovables, baratas y limpias.

(Mc Graw, pág. 326, diagrama de sectores.)

Page 17: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energía

3.1 Combustibles fósiles• Recurso es la estimación teórica de la cantidad total

que hay en la corteza terrestre de un determinado combustible o mineral. Es fijo y está determinado por procesos geológicos.

• Reserva es la cantidad descubierta de un combustible cuya explotación resulta económicamente rentable.

• Actualmente el 79,6 % de la energía comercial usada en el mundo procede de los combustibles fósiles lo que lleva asociado una gran contaminación atmosférica y el aumento del efecto invernadero.

• Solución: la sustitución paulatina por energías alternativas con menor impacto que permitan un desarrollo energético sostenible.

Page 18: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energía

Materia prima

El carbón

Tipos de carbón

Porcentaje de carbono

Poder calorífico (MJ/kg)

Antracita 86-98 % 23-33

Hulla 45-86 % 24-35

Lignito 25-42 % 10-20

Turba <25 %

Minas a cielo abierto

Minas subterráneas

Uso doméstico

Obtención de energía eléctrica

Page 19: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energía

Carbón

• Formado por acumulación de restos vegetales en el fondo de pantanos, lagunas o deltas y su transformación por fermentación de la celulosa y la lignina. Se forma también dióxido de carbono y metano.

• Se requiere un rápido enterramiento que evite la putrefacción de los restos. Suelen estar bajo otros de arcilla que se transforman en pizarras.

Características como combustible:• Alto poder calorífico, mayor cuanto mayor sea la antigüedad y el contenido en carbono (antracita > hulla > lignito > turba)• Grandes reservas (para 220 años al ritmo actual de consumo)• Es el más sucio, con alto contenido en azufre que al quemarse forma SOx• Causa principal de la lluvia ácida• Emite doble de dióxido de carbono que el petróleo

Formas de extracción:• Explotación a cielo abierto, más baratas y con un gran impacto paisajístico y ambiental. Es obligada la restauración del

paisaje una vez agotadas.• Mina, con grandes costes económicos y sociales, mayores riesgos por derrumbe y de enfermedades como la silicosis

Principales usos:• Calefacción en desuso• Centrales térmicas para la producción de electricidad (el 30 % de la electricidad mundial proviene de esta fuente). Para

minimizar sus impactos:– Sustitución del combustible por otro de menor contenido en azufre– Preprocesado del combustible machacándolo y lavándolo para eliminar el azufre– Diseño de centrales térmicas más eficientes con sistemas de eliminación de los componentes sulfurados antes de

emitir los gases a la atmósfera

Impactos:• Grandes cantidades de escombros de estériles• Contaminación del aire por nubes de polvo• Contaminación de las aguas superficiales y subterráneas por lixiviados• Impacto paisajístico

Page 20: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energía

CombustibleProceso de refinado

CrudoAcumulación

de microorganismos marinos

El petróleo

TransporteOleoducto Materia prima

Extracción

Capas de arcilla y caliza

Page 21: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energía

Petróleo

• Originado por la muerte masiva del plancton marino debido a cambios bruscos de temperatura o salinidad del agua, que al sedimentar junto a cienos y arenas formó los barros sapropélicos. Éstos sufren una transformación de modo que la materia orgánica se convierte en hidrocarburos por fermentación, mientras cienos y arenas se convierten en rocas sedimentarias que forman la roca madre impregnada por los hidrocarburos.

Localización:• Que ascienda e impregne rocas formando pizarras bituminosas• Que quede bajo una roca impermeable acumulándose en las rocas porosas o rocas almacén con metano por

encima y agua salada por debajo

Forma de extracción:• Se extrae en forma de crudo formado por una mezcla de hidrocarburos gaseosos, líquidos y sólidos sin ninguna

aplicación directa.• Se somete a destilación fraccionada, separando primero los productos gaseosos (metano, etano, butano, etc.),

luego los líquidos (gasolina, nafta, queroseno, fuel, etc.) y los sólidos (alquitranes, betunes).• Posteriormente se refina para conseguir productos aptos para el consumo

Principales usos:• Gases licuados para calefacciones y calderas domésticas e industriales• Gasolina para vehículos• Nafta y queroseno para industria química y aviones• Gasóleos para vehículos diesel y calefacciones domésticas• Fuel para centrales térmicas• Otros productos para la industria química (fertilizantes, pesticidas, plásticos, fibras, pinturas, medicinas, etc.)

Impactos:• Emisión de gases de efecto invernadero• Vertidos por accidentes de petroleros• Vertidos desde las refinerías• Fugas de oleoductos• Costes sociales

Page 22: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energía

Gasoducto

Transporte

Proceso de licuado

El gas naturalCapas de arcilla y caliza

Acumulación de microorganismos

marinosGas y

petróleo

Extracción de gas

Usos:- Cocinas y calefacción- Combustible- Centrales térmicas

Planta de regasificación

Page 23: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energía

Gas natural• Procede de la fermentación de la materia orgánica acumulada entre los sedimentos.

Está compuesto por una mezcla de hidrógeno, metano, butano, propano y otros gases en proporciones variables.

Explotación:• El gas fluye por si solo debido a la presión que ejercen los sedimentos sobre la bolsa

por lo que la extracción es sencilla.• Transporte por gasoductos caros, sencillos y de bajo riesgo (salvo fugas de metano

de alto efecto invernadero), o bien licuado en barcos similares a los petroleros (lo que si sería peligroso por una posible explosión que consumiría todo el oxígeno de la zona bruscamente).

Principales usos:• Uso doméstico en calefacción, cocinas, etc.• Uso industrial• Centrales térmicas como sustituto del carbón

Impactos:• Produce un 65 % menos de dióxido de carbono que los otros combustibles fósiles• No emite NOx ni SOx de modo que no causa lluvia ácida• Mayor eficiencia en las centrales• Las reservas actuales durarían 20 años si se usara sustituyendo a los otros

Page 24: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energía

El uranio

Torre de enfriamiento

Transformador

Generador

CondensadorGenerador de vapor

Combustible (uranio)

Núcleo del reactor

Turbina

Page 25: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energía

Energía nuclear: fisión

• Ha pasado de considerarse la panacea de los problemas energéticos del mundo al método más peligroso e inadecuado para producir energía.

Problemas:• Enormes costes de construcción y mantenimiento de las centrales• Frecuentes fallos y paradas de los reactores• Sobreestimación de la demanda eléctrica• Mala gestión• Accidentes• Residuos radiactivos

El reactor nuclear• La fisión consiste en la ruptura de un núcleo de un átomo por el impacto de un neutrón produciendo dos núcleos más

ligeros y liberando energía y neutrones más rápidos que chocarán con nuevos núcleos provocando una reacción en cadena. Si esta reacción se produce de forma muy rápida da lugar a una explosión nuclear por la enorme energía liberada.

• Para frenar la reacción se introduce un moderador que absorbe los neutrones emitidos sin producir nuevas fisiones. El moderador suele ser agua (en el 75 % de los reactores), grafito (en el 20 %) o agua pesada (en el 5 %).

• Como refrigerante se utiliza agua que circula por circuitos independientes:• Circuito primario, con agua confinada que se recicla constantemente y que está en contacto con el material radiactivo• Circuito de refrigeración secundario, que enfría al primero originando vapor que impulsa unas turbinas que producirán

electricidad• Tercer circuito destinado a licuar el vapor producido en el anterior cuya agua entra y sale de un depósito o río exterior• El combustible se extrae a partir de grandes cantidades de uranio que se procesa para separar el uranio-235 del resto.

Después se enriquece con plutonio-239 para mejorar la reacción fabricando las barras que se utilizan en los reactores. Cuando se gastan se recupera el plutonio y otros isótopos. Actualmente se investiga en la sustitución de plutonio por torio que es menos peligroso.

Impactos:• Sobre el microclima de la zona que se hace más cálido y húmedo• Calentamiento del agua de los ríos en la zona• Generación de residuos (barras del combustible de uranio que permanecen activas 10.000 años)

Page 26: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energía

La energía hidráulica

Ec máximaEp mínima

Central hidroeléctrica

Ec máximaEp mínima

Centros de consumo

Transformador

Generador

Compuerta

Turbina

Ventajas:- No genera residuos ni

contaminantes

Inconvenientes:- Su construcción produce

alteraciones en el entorno

Page 27: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energía

Energía hidroeléctrica

• La energía potencial que impulsa el agua en su camino desde las montañas al mar se captura gracias a una presa y se transforma en energía eléctrica mediante las centrales hidroeléctricas.

Propiedades:• Bajo coste• Mínimo mantenimiento• No contaminación• Regulación del caudal de los ríos• Utilización del agua para otros usos

Impactos:• Disminución de diversidad biológica• Inundación de zonas fértiles con traslado de población• Dificultad para el transporte de materiales, fauna y personas a lo largo del río• Modificación del nivel freático• Cambio en la composición química del agua• Variaciones en el microclima de la zona• Eutrofización del agua• Aumento de la erosión aguas arriba• Colmatación• Riesgo de rotura de la presa

Page 28: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energía

Ventajas:• Muchas son renovables• Bajo impacto ambiental

Inconvenientes:• Coste económico• Inexistencia de las infraestructuras necesarias para su uso• Problemas de explotación a gran escala

Energías procedentes del Sol

• Mc Graw, pág 333• Son la mayoría, con distintos mecanismos de captación: directas e indirectas.

Sistemas arquitectónicos pasivos• Gran parte de la energía utilizada en el hogar se destina a calentar, enfriar e iluminar. Las

medidas que pueden establecerse para ahorrar son:• Respetar la arquitectura tradicional de cada zona• Orientaciones que permitan el calentamiento y enfriamiento pasivo• Cubiertas y paredes bien aisladas• Ventanas de tamaño y orientación adecuados• Materiales de construcción bien elegidos• Arquitectura bioclimática (Investigación sobre las características de esta arquitectura)

4. Energías alternativas

Page 29: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energía

La energía solar

Central fotovoltaica

Vía térmica

Vía fotovoltaica

Colectores

Agua caliente

Faro marino

Consumo doméstico

Obtención de energía eléctrica

Ventajas:- Es una fuente limpia e inagotable

Inconvenientes:- Su disponibilidad varía y no se puede almacenar

Page 30: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energía

Centrales térmicas solares• Captura de la energía solar mediante colectores parabólicos, conductos parabólicos o espejos

planos en una gran superficie. • El calor recogido se concentra en aceite para almacenarlo y después se convierte en

electricidad.•

Centrales solares fotovoltaicas• Se convierte directamente la luz del Sol en electricidad utilizando un material semiconductor

(silicio) que absorbe fotones y proporciona una corriente de electrones o electricidad.

Ventajas:• No contamina• No genera ruido• Carece de partes movibles• Rentable en zonas donde el enganche a la red eléctrica resulta muy caro (países en vías de

desarrollo)

Problemas:• El silicio debe ser monocristalino y las placas perfectas por lo que resulta muy caro• Impacto visual por necesitar grandes superficies• Variabilidad de su producción• España debería ser un país pionero en su utilización por la gran cantidad de insolación que

recibe. Somos el primer productor de células solares y paneles fotovoltaicos para la exportación.

Page 31: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energía

La energía eólica

Ventajas:- Es una fuente inagotable y de bajo coste

Inconvenientes:- Su disponibilidad varía, es difícil de almacenar y altera el paisaje

Palas

Torre

Anemómetro y veleta

Eje

Generador

Parque eólico de Ziérbena (Vizcaya)

Aerogenerador

Page 32: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energía

Energía eólica

• Actualmente se han sustituido los tradicionales molinos de viento por aerogeneradores.

Ventajas:• No emite ningún tipo de contaminación• Precio en disminución por introducción de métodos normalizados, técnicas

de producción de aerogeneradores en serie y elección de mejores emplazamientos

• Económicamente competitiva• Complemento ideal de otras fuentes de energía

Problemas:• Variabilidad en la producción salvo en zonas como Galicia, La Mancha o

Tarifa• Impacto visual• Muerte de aves• Incremento de la erosión al secar la superficie de suelo más próxima• Ruidos e interferencias electromagnéticas

Page 33: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energía

Producción de gas, energía calorífica y eléctrica

La biomasa

Ventajas:- Aprovechan residuos de actividades humanas y son poco contaminantes

Inconvenientes:- Bajo rendimiento energético y difícil manipulación

Cultivo de especies de alto contenido

energético

Uso de residuos procedentes de

actividades humanas

Transformación de especies vegetales

en biocombustibles

Page 34: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energía

Energía de la biomasa

Fuentes:• Forestales• Desechos agrícolas• Desechos animales• Basuras urbanas, a través de la incineración y utilización de calor o vapor de agua. Requiere

filtros de partículas sólidas en la emisión de los gases.• Transformación de desechos en biocombustibles:

– Biogas (60 % metano y 40 % dióxido de carbono) por descomposición anaerobia de residuos– Etanol, por fermentación y destilación de cereales, remolacha y caña de azúcar, también de maíz– Metanol, por transformación de madera, restos agrarios, basuras y carbón– Bioaceites, a partir de semillas oleaginosas como la colza, girasol y soja

Ventajas:• Barata• Limpia• Rentable• Requiere tecnologías sencillas

Problemas:• Alto contenido en residuos inutilizables (15 al 90 %)• Es rentable si se utiliza allí donde se extrae• Requiere que plantemos tantos árboles como los que usamos (sostenibilidad)• Los biocombustibles pueden resultar muy corrosivos (por el alcohol), producen NOx y

formaldehído potencialmente cancerígeno. Motores con menor autonomía.

Page 35: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energía

La energía geotérmica

Calor en zonas volcánicas

Calor en zonas de aguas termales

Ventajas:- Rentable en la producción de energía eléctrica

Inconvenientes:- Localización difícil y costosa, genera impacto ambiental.

Parque Nacional de Timanfaya, Lanzarote

Para calefacción y climatización

de piscinas

No procedentes del Sol

Page 36: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energía

Energía geotérmica

• Procede del calor existente en el interior de la Tierra, sobre todo utilizable en zonas volcánicas donde se puede obtener vapor de agua y agua caliente (balnearios, géiseres)

Ventajas:• Obtención de agua caliente para hogares, invernaderos (Islandia)• Obtención de electricidad al introducir agua fría por una tubería a

cierta profundidad que se convierte en vapor que sale a presión moviendo turbinas y produciendo electricidad (Italia, EEUU, México, Filipinas)

Inconvenientes:• No es renovable (15 años de duración, millones de años para

recuperarse)

Page 37: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energía

La energía maremotriz

Embalse llenándose de agua

Compuerta abierta

Ventajas:- Limpia, inagotable, no produce residuos

Inconvenientes:- Costosa, bajo rendimiento, alteración de ecosistemas

Pleamar

Bajamar

La energía cinética se emplea para generar

electricidad

Page 38: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energía

Energía mareomotriz

• Las mareas se deben a las interacciones Tierra-Luna-Sol y su energía puede convertirse en electricidad. Se construye una presa que cierre una bahía y deje que la jarea alta la atraviese. Al bajar la marea el agua que sale mueve una turbina que hace girar el generador produciendo energía eléctrica.

• La primera se construyó en Francia en 1966 y actualmente provee de electricidad a la Bretaña.

• En España podría explotarse en el Cantábrico y el Atlántico. Las mareas del Mediterráneo son más flojas.

Ventajas:• Energía limpia y renovable

Inconvenientes:• El coste inicial de la construcción de la presa• Elección del emplazamiento• Posible alteración de la vida marina en la zona

Page 39: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energía

El hidrógeno como combustible

• El hidrógeno es el gas más abundante del Universo (75 % de su composición).• En la Tierra se encuentra combinado en el agua otras moléculas presentes en

combustibles fósiles o en los seres vivos. Se considera un combustible eterno y muy eficiente (triple de energía calorífica que el petróleo).

• Se producen 400.000 millones de metros cúbicos al año de hidrógeno para combustible (10 % de la producción de petróleo). En Madrid se usan autobuses desde el 2003.

Ventajas:• No emite dióxido de carbono a la atmósfera por lo que adquiere mucho interés desde

la reunión de Kioto. • Puede ser transportado por los gasoductos ya construidos.• Puede usarse en pilas de combustible (ya usado por la NASA para impulsar los

satélites artificiales) que se podrían usar en los coches.

Inconvenientes:• Actualmente se obtiene a partir del gas natural de modo que si desprende dióxido, de

la misma manera que si se obtiene de otros combustibles fósiles.• El mecanismo de obtención ideal por electrolisis descompone el agua en hidrógeno y

oxígeno, pero aún está en fase de investigación. Otro método sería la fotólisis del agua.

• Resulta muy caro.

Page 40: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energía

Energía de fusión nuclear

• Se denomina fusión a la unión de dos átomos para dar origen a otro más pesado liberándose una enorme cantidad de energía (forma de producción de energía de las estrellas).

• Para ello tienen que aproximarse mucho lo que solo es posible a temperaturas muy altas que convierten los átomos en plasma (núcleos desnudos con carga positiva). El plasma se almacena en botellas magnéticas.

Ventajas:• Se utilizan isótopos no radiactivos, abundantes en la naturaleza, como

deuterio y tritio que forman helio liberando neutrones y gran cantidad de energía.

• Se puede producir en el momento de su uso evitando así el almacenaje y posibles fugas.

Inconvenientes:• El tritio presenta ciertos problemas de radiactividad aunque con vida media

de solo 12 años.

Page 41: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energía5. Uso eficiente de la energía

• La principal fuente energética a partir de la crisis de 1973 es el ahorro. Es necesario:

• Disminuir el nivel de vida para ahorrar• Hacer un estudio profundo de nuestro gasto energético• Analizar las pérdidas de energía• Utilizar la cogeneración de energía, producción combinada de dos formas útiles a

partir de una sola fuente

Medidas:• Aumentar eficiencia del sistema eléctrico (globalmente es del 33 % lo que obliga a

generar el triple de energía de la que consumimos). Se pueden construir centrales más costosas, incentivar los negavatios (ayudas para consumidores ahorradores) y realizar auditorías para corregir las pérdidas.

• Valorar el coste real de la energía que consumimos a través del ciclo de vida de los aparatos eléctricos.

• Valorar los costes ocultos de la energía como la contaminación generada en la producción de la electricidad en lugares alejados de nuestra casa.

• Reducir el consumo en los diferentes sectores: industrial (ha mejorado), transporte (ha empeorado por la utilización masiva de vehículos privados), hogar, agricultura y servicios.

• Establecer medidas de ahorro personales, como uso de transporte público, revisar consumo de automóviles, arquitectura solar pasiva, aislamientos para impedir pérdidas, electrodomésticos eficientes, reciclado de materiales.

Page 42: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energía

El futuro de la energía

PULSA SOBRE LAS LUPAS PARA VER MEDIDAS DE AHORRO ENERGÉTICO

Medidas para garantizar el suministro de energía en el futuro:

• Desarrollo de tecnologías

• Concienciación ciudadana

Page 43: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energía

El futuro de la energía

Apagar las luces que no se usan y aprovechar

la luz natural

Page 44: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energía

El futuro de la energía

Apagar totalmente los aparatos eléctricos

Page 45: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energía

El futuro de la energía

Comprar electrodomésticos

de clase A (bajo consumo)

Page 46: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energía

El futuro de la energía

Llenar la lavadora y el lavavajillas y usar

programas de ciclo corto

Page 47: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energía

El futuro de la energía

Usar la olla a presión y el calor residual de la vitrocerámica

Page 48: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energía

El futuro de la energía

Usar bombillas de bajo consumo

Page 49: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energía

El futuro de la energía

Facilitar el reciclaje de papel y vidrio

Page 50: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energía

El futuro de la energía

Usar dobles ventanas y cintas aislantes para

reducir pérdidas de calor

Page 51: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energía

El futuro de la energía

Utilizar el transporte público

Page 52: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energía6. Recursos minerales

• Entre las materias primas que nuestra sociedad necesita destacan los recursos minerales.

• España es de gran tradición minera.• Las técnicas de explotación han evolucionado a lo largo del tiempo

paralelamente al impacto causado por las ellas.

Recursos minerales metalíferos• La industria actual depende de unos 88 minerales diferentes, todos ellos

procedentes de la corteza continental, dada la dificultad de extracción de la corteza oceánica.

• Los minerales se extraen de los yacimientos. Para que sea rentable debe haber una proporción elevada del metal de modo que el mineral se llama MENA.

• Las explotaciones se llaman minas y pueden ser a cielo abierto o profundas.

• MINERAL PROCESADO METALESCORIAS

(Tabla Mc Graw, pág. 345)

Page 53: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energía

• La explotación de un mineral depende de:• Coste de extracción• Demanda existente del metal• Porcentaje de metal que contiene• Las reservas del mineral (cantidad cuya explotación se considera económicamente rentable)

pueden ir aumentando con:• Explotación de otros minerales que tengan menor riqueza mineral• Introducción de técnicas adecuadas para ir explotando los recursos• Tecnologías de prospección geológica y localización de nuevos yacimientos• Actualmente se están sustituyendo muchos metales por diferentes plásticos y derivados del

petróleo.

El caso del aluminio• Es muy abundante en la corteza terrestre sobre todo en la bauxita.

Sus propiedades:• ligero• maleable• resistente a la corrosión• fácilmente reciclable

Los impactos:• Deforestación y pérdida de biodiversidad por destrucción o fragmentación de los bosques

ecuatoriales al explotarse las lateritas• Aumento de las diferencias sociales norte-sur ya que el procesado se realiza en los países ricos,

que son quienes lo comercializan y obtienen beneficios• La electrolisis por la que se obtiene el aluminio es el proceso tecnológico que más energía

consume en el mundo, por lo que es necesario buscar fuentes renovables

Page 54: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energía

Page 55: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energía

Page 56: BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESO La energía TEMA 11. RECURSOS ENERGÉTICOS Y MINERALES Guión del tema 1.Introducción 2.Uso de la energía 3.Energías convencionales

BIOLOGÍA Y GEOLOGÍA 2.º ESOLa energía

Bibliografía

• CALVO, D. y colab. Ciencias de la tierra y medioambientales. Mc Graw-Hill.

• Materiales multimedia. Ed. Santillana.